Mit einer hohen mechanischen Festigkeit (17,5-19,3 g/cm³), einem Schmelzpunkt (3422 g/cm³) und einer ultrahohen Dichte ist Wolframlegierung in den Bereichen fortgeschrittenes Militär, Luft- und Raumfahrt sowie Nukleartechnik anerkannt. Aber es. Es ist immer noch mit einer hohen Verarbeitungsleistung verbunden. Schwierigkeit. Diese Schwierigkeit ergibt sich aus der Oxidation bei niedrigen und hohen Temperaturen, der Verformungsbeständigkeit der verarbeiteten Materialien und der niedrigen Temperatur. Dadurch wurde das Wolfram spröde und verlor etwas an Duktilität, was die Arbeit damit zu einer großen Herausforderung machte. Als Lösung hat die Industrie Schlüsseltechnologien entwickelt, darunter Pulvermetallurgie, positive Verformung und plastische Umformung. Durch genaue Prozessoptimierung und Sinterverfestigung ist es möglich, eine hohe Präzision und Leistung der Wolframoberfläche zu erreichen. Im Folgenden erläutern wir die Arbeitsmethoden für Wolframlegierungen.
1. Pulvermetallurgie: Die Grundlage für die Herstellung hochreiner Knüppel. Die Pulvermetallurgie umfasst unter anderem die folgenden kritischen Tätigkeiten und ist der erste Schritt bei der Verarbeitung von Wolframlegierungen.
1) Reinigung des Rohstoffs und seiner anschließenden Mischung
Es wird hochreines Wolframpulver mit einem Anteil von mindestens 99,95 Prozent ausgewählt und dann im Rahmen einer Kugelmahlung und Siebung gleichmäßig mit den Legierungsbestandteilen Nickel, Eisen und Kobalt vermischt. Die Formbarkeit des Pulvers liegt im Bereich von 5 bis 10 Mikrometer. Für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Materialien, die bei der Kernfusion verwendet werden, werden Sekundärphasenpartikel wie Titankarbid (TiC) und Yttriumoxid (Y2O3) verwendet, um die Dispersion zu verbessern und die Strahlungsbeständigkeit zu erhöhen.
2) Formen und Vor-Sintern
Banknoten werden durch isostatisches Pressen (Druck größer oder gleich 2500 MPa) oder Matrizenpresstechniken hergestellt. Typische Abmessungen sind 12×12×400 mm Stangen oder Platten. Das Vorsintern wird eine Stunde lang bei 1200 Grad in einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt, um zunächst die Festigkeit und Leitfähigkeit des Barrens zu verbessern.
2. Kunststoffverarbeitung: Der Schlüssel zur Überwindung des Sprödigkeitsengpasses. Die geringe Duktilität von Wolframlegierungen erfordert eine präzise Verarbeitung durch plastische Hochtemperaturumformung:
1) Warm- und Warmwalzen
Das Warmwalzen beginnt bei einer Knüppeltemperatur von 1350–1500 Grad. Durch mehrere Walzdurchgänge wird die Blechdicke von 8 mm auf 0,5 mm reduziert. Um den Verformungswiderstand zu verringern, müssen die Rollen auf 100–350 Grad vorgewärmt werden. Warmwalzen (1200 Grad) verfeinert das Blech weiter auf 0,2 mm. Während des gesamten Prozesses wird Graphit- oder Molybdändisulfid-Schmiermittel aufgesprüht, um Rissbildung zu verhindern.
2) Stauchen und Drahtziehen
Das Gesenkschmieden erfolgt in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1400–1600 Grad. Durch das Rotationsschmieden entsteht aus dem Knüppel ein gleichmäßiger Rundstab (Enddurchmesser 3 mm) mit einer Dichte von 18,8–19,2 g/cm³. Beim Drahtziehen kommt ein „Warmzieh“-Verfahren zum Einsatz. Nach dem Vorheizen auf 100–350 Grad wird das Blech nach und nach durch einen Kettenstrecker auf eine feinere Drahtstärke von weniger als 0,06 mm gezogen, die für Anwendungen in der Elektronik und Beleuchtung geeignet ist.
3. Sinterprozess: Verbesserung von Dichte und Leistung. Sintern ist wichtig für die Erhöhung der Dichte und der mechanischen Eigenschaften von Wolframlegierungen. Die wichtigsten sind:
(1) Vertikales Schmelzen (selbst-hemmendes Sintern): Ein Strom wird direkt durch den Barren geschickt, um eine Joulesche Erwärmung zu erzeugen. Da der Strom aus dem geschmolzenen Strom gesintert wird. Es reguliert die Kornzahl auf etwa 10.000 bis 20.000 Körner pro mm² und die Dichte auf 17,8 bis 18,6 Gramm pro cm³. Es ist ideal für Draht und Kleinteile.
(2) Spark Plasma Sintering (SPS): Es kombiniert einen Stromimpuls mit etwas Druck und erreicht eine schnelle Verdichtung von unter 2000 0 C, wobei die Korngröße weniger als 300 nm beträgt und die Kriechfestigkeit erheblich verbessert wird
3) Zwei-Druckloses Sintern: Die Temperaturen werden in Stufen (2300-2700 Grad) in einem Vakuum oder einer Wasserstoffatmosphäre gesteuert, wodurch eine theoretische Dichte von über 98 % erreicht wird. Es eignet sich für großformatige Rohre und speziell geformte Teile.
4. Oberflächenbehandlung und Nachbearbeitung: Funktionalisierung und Präzision
1) Galvanisieren und Beschichten
Als Reaktion auf den dringenden Bedarf des Galvanisierungsunternehmens, Korrosion und Verschleiß an Ölfeldmechanismen zu reduzieren, haben wir eine Galvanisierungstechnologie für Wolframlegierungen entwickelt. Wolframlegierungen weisen eine bessere Säure- und Alkali-Korrosionsbeständigkeit sowie eine mit Chromgalvanisierungen vergleichbare Verschleißfestigkeit und Härte auf. Komponenten in heißen Abschnitten müssen mit Oxidationsmittel-beständigen Beschichtungen (wie Silizium-Aluminid) besprüht werden, um eine katastrophale Oxidation über 1000 Grad zu verhindern.
2) Bearbeitung und Wärmebehandlung
Während der Schneidphase, wenn wir Hartmetallwerkzeuge verwenden, ist es wichtig, die Werkstücke auf über 200-500 Grad zu erwärmen, was der duktilen-Sprödübergangstemperatur entspricht, um das Risiko von Rissen auszuschließen. Der „Alterungsprozess“ bedeutet, dass das Werkstück eine primäre Modifikationsphase durchlaufen muss, an die sich eine sekundäre Phase anschließt. Wenn beispielsweise eine W-Re-Legierung auf 1500 Grad erhitzt wird, wissen wir, dass wir darin zwangsläufig eine Temperatur von 1650 Grad erreichen werden.
5. Innovative Prozesse: Neue Wege in der Forschung
1) In-In-Situ-Reaktionsmethode
Dieser Ansatz führt die In-situ-Reaktion von Wolframpulver mit Kohlenstoff und Stickstoff durch, um die verstärkenden Phasen Wolframkarbid (WC) und Wolframnitrid (WN) zu bilden. Diese Reaktion senkt die Kosten für die Herstellung von Verbundwerkstoffen.
2) Additive Fertigung
Bei diesem Ansatz kommt die SLM-Technologie (selektives Laserschmelzen) zum Einsatz, die komplizierte geometrische Teile direkt herstellt. In Kombination mit anderen Techniken lösen SLM, Nanopulver und Gradientendesign die räumlichen Einschränkungen herkömmlicher Methoden.
Für Kernfusionsreaktoren und Hyperschallfahrzeuge werden mehrere fortschrittliche, hochleistungsfähige Materialien benötigt, und dies treibt die Entwicklung der Verarbeitungstechnologie für Wolframlegierungen voran. Durch die Zusammenarbeit in den Bereichen Pulvermetallurgie, plastische Formgebung und Sintern sowie bei jeder zweiten Charge der Oberflächenbehandlung konnte die DBTT (duktile Sprödigkeitstemperatur) von Wolframlegierungen von 400 Grad auf unter Raumtemperatur gesenkt werden, wodurch ihre Beständigkeit gegen Strahlung und Oxidation verbessert wurde.
